重汙染湖庫環境治理與生態重建成套關鍵技術成功應用
2014-04-09 16:52:22
admin
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據科學網2014年4月8日訊 我國正麵臨前所未有的生態環境問題。其中，重汙染湖庫治理是當前*值得關注的生態環境問題之一。重汙染湖庫底泥受到重金屬、難降解有機物、氮磷等複合汙染，生態係統遭到深度破壞，已成為危害人體健康和社會安全的重要汙染源。
麵對嚴峻的湖庫汙染形勢，我國始終未形成實現湖庫汙染治理無害化和資源化的成套關鍵技術。如今，這一技術難題終於得到了實質性破解。
近年來，我帶領科研團隊，集成天津生態城投資開發有限公司、天津生態城環保有限公司、天津大學、天津市環境保護科學研究院等多家單位的技術優勢，研發了具有高水平的重汙染湖庫環境治理與生態重建的成套關鍵技術，並成功應用於中新天津生態城漢沽汙水庫的治理工程。
多方突破
天津市漢沽汙水庫位於中新天津生態城核心區域，占地為2.56平方公裏，始建於1976年，長期接納各種生活汙水和工業廢水。針對漢沽汙水庫重金屬嚴重超標、難降解及耗氧性有機汙染物大量沉積、水體生態功能完全喪失的現狀，課題組在重汙染湖庫環境治理與生態重建的成套關鍵技術方麵進行了係統研究，並取得了重大突破。
一是湖庫重汙染底泥治理的環保疏浚－土工管袋脫水減容－固化穩定化處理處置成套處理技術。為徹底清除水域內的汙染底泥、控製底泥汙染物向水體釋放、避免造成二次汙染，課題組利用差分全球定位係統結合地理信息係統，實現不同汙染程度底泥的精確疏浚。為封閉和穩定汙染底泥中的重金屬元素、加速汙染底泥脫水，課題組按一定比例將重金屬螯合鈍化調質劑和絮凝劑添加到疏浚汙泥中並充分混合，然後填充到大型土工管袋中進行減容脫水。根據固化後汙泥含水率和重金屬含量的不同，課題組應用配位固化技術和焙燒固結技術實現底泥的無害化處理和資源化利用。
二是重汙染湖庫高含鹽難降解底泥瀝出液處理關鍵技術。汙染底泥在減容脫水和造島填埋過程中，會產生大量瀝出液，這部分汙水具有含鹽量高、降解性差的特點。課題組通過對芬頓氧化、臭氧氧化、水解酸化等預處理手段的係統研究及參數優化，並從廢水可生化性、有機分子芳香性、有機物分子量分布以及有機物親疏水性分布等角度，探討不同預處理技術手段對清淤減容瀝出液中有機物分子特性的影響，確定了以“臭氧—兩級水解酸化”為核心的清淤減容瀝出液預處理技術。
同時，課題組考察了新型的“複合鐵炭內電解”係統對底泥填埋瀝出液的預處理效果，探討了以海綿鐵替代傳統鐵屑作為填料床活性材料在提高鐵炭內電解活性方麵的優勢，並開發了以“複合鐵炭內電解－混凝沉澱－浸沒式管式膜MBR”為核心的高效分散處理成套技術，優化了浸沒式管式膜MBR係統的運行參數、管式膜組件汙染特征與控製途徑以及有效的膜清洗方式。
三是高鹽背景下半人工調控生態係統的快速重建和管理技術。根據生態城的高鹽環境特性，課題組篩選和確定了適於高鹽度條件下生長的“關鍵種”和先鋒物種導入技術，發明了可以隔斷地下高鹽水蒸汽的隔鹽固化劑，開發了對湖水水質和富營養化實現動態模擬的生態管理決策支持係統，並開發出高鹽背景下半人工調控生態係統的快速重建和管理技術。在重建生態係統的基礎上，課題組采用科學方法對生態係統加以管理，不斷優化生態係統的結構和功能，實現了生態係統的可持續發展。
成效顯著
重汙染湖庫環境治理與生態重建的成套關鍵技術在天津市漢沽汙水庫的成功應用，取得了良好的經濟和社會效益。新技術應用節省治理工程成本9億元；底泥填埋造島後出讓土地帶來的經濟收益35億元；通過生態修複與重建營造出良好的自然生態環境，改善了生態城及周邊地區的投資環境和人居環境，由此可實現新增投資項目額度150億元；徹底根治了曆史遺留汙染源，極大地改善了生態城的生態環境。
為此，成果所承擔的國家科技支撐計劃項目順利通過科技部的驗收，獲得授權發明專利10項，並榮獲2013年度天津市科技進步獎一等獎。
（作者係天津工業大學黨委書記）